CN102756744A - 铁路轨道监控 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于监控轨道几何形状的工具和技术。在一个方面，一些这样的工具和技术可确定沿着轨道的平台的位置，获取一个或多个轨道图像，和/或分析在该点的铁轨配置。在另一个方面，一些解决方案可利用摄影测量技术以分析铁轨配置，进而在数据存储器中存储关于可能与图像的位置相关的铁轨配置的数据。

Description

铁路轨道监控
著作权声明
本专利文件公开的内容包含受著作权保护的素材。由于出现在专利商标局的专利文件或记录中，著作权所有人不反对任何人复制专利文件或专利公开内容，但保留所有著作权权利。
技术领域
本发明一般涉及监控铁路轨道几何形状，更具体地，涉及用于使用所获取的轨道的图像来监控铁路轨道几何形状的工具和技术。
背景技术
轨道运输(包括但不限于重轨、轻轨、单轨等)在近200年来已经成为世界范围内主要的现代运输。除了高的资本成本外，轨道趋向于成为运输人和货物的划算且能效的模式。
通常，轨道***包含基础设施，包括铁路(“轨道”)，其包括一个或多个(通常两个或三个)铁轨，铁轨被固定在枕木或其它结构性部件上以为轨道提供一致的轨距(即铁轨之间的距离)。一个或多个车厢(其在被连接时俗称为“列车”)的集合在铁轨上行驶。通常，每个车厢具有被设计为在特定轨距的轨道上行驶的底盘，并且存在几种轨道的标准轨距。
轨距(以及其它因素，诸如每个铁轨的相对高度、每个铁轨的形状等)可被认为是轨道的“轨道几何形状”或“铁轨配置”。在大多数轨道***中，铁轨配置必须落入规定公差内，其通常是相当精确的；如果轨道几何形状落在这些公差之外，则会有轨道车辆脱轨的重大风险，其通常造成灾难性的后果。
因此，已经提出了若干不同的方案以确保合格的铁轨配置。一个方案是人工检查，但大多数轨道中涉及的相对长的距离使得该方案具有不可接受的劳动强度，并因此是不实际的。另一个方案涉及使用机械传感器，其通常安装在行驶在轨道上以监控轨道几何形状的特殊车厢上。最近，已经提出了使用激光来探测轨道几何形状的光学方案。然而，使用机械和/或光学传感器已证明是非常昂贵的，并且这种方案通常需要专用硬件，并需要在专用的轨道车厢上行驶，进一步地降低了其效用性。
因此，对于轨道几何形状监控的问题，需要相对低廉且自动化的方案。
发明内容
提供本发明内容以简要概括将在下面具体实施例的详细描述中进一步描述的概念的选择。本发明内容并不意味着确定所要求保护的主题的主要或实质特征，也不意味着用于帮助确定所要求保护的主题的范围。因此，本发明内容在本质上应当被认为是实例性的，而非在任一方面进行限定。
具体实施例提供用于监控轨道几何形状的改进方案。在一个方面，这些实施例所提供的工具和技术能够确定沿着轨道的移动平台的位置，获取一个或多个轨道的图像，并分析在该点处的铁轨配置。在另一个方面，某些实施例应用摄影测量技术以分析铁轨配置，然后在数据存储器中存储有关可能与图像的位置相关的铁轨配置的数据。可选地，如果不合格的铁轨配置被识别，则***可生成警报以提供不合格的铁轨配置的指示。
由各种实施例提供的工具包括但不限于方法、***和/或软件产品。仅作为例子，方法可包括一个或多个步骤，任何或所有步骤由可包括计算机的***执行。相应地，一个实施例可提供一种***，其在某些情况下包括配置有指令以执行根据由各种其它实施例提供的方法的一个或多个步骤的计算机。同样，计算机程序可包括一组指令，其能够由计算机***(和/或其中的处理器)执行以执行这些操作以控制这种***的功能。在许多情况下，某些软件程序在物理、有形和/或非瞬时性的计算机可读介质(诸如，作为几个例子，光学介质、磁介质、固态存储器等)上编码。
仅作为例子，一组实施例提供监控铁轨几何形状和/或轨道配置的方法。示例性的方法可包括：当移动平台沿着轨道行驶时，用安装在移动平台上的第一图像获取设备获取一系列位置参考图像，其中移动平台被配置为沿着包括一个或多个铁轨的轨道移动。该方法可进一步包括：在至少一个位置参考图像中，识别位于轨道附近的视觉目标，和/或确定从移动平台到视觉目标的距离。在某些实施例的一个方面，该方法进一步包括在计算机***处至少部分地根据所确定的从移动平台到视觉目标的距离，计算移动平台在轨道上的位置。
该方法还可包括：用一个或多个第二图像获取设备获取一个或多个铁轨的一个或多个轨道图像，和/或在计算机***处对一个或多个铁轨图像中的至少一个执行摄影测量分析，以识别轨道的铁轨配置。在某些实施例中，该方法包括：将铁轨配置与移动平台在轨道上的位置相关联，和/或在数据存储器中存储包括关于铁轨配置的数据和关于相关联的移动平台的位置的数据的数据记录。
另一个示例性方法可包括：确定被配置为沿着包括一个或多个铁轨的轨道移动的移动平台的位置，和/或用一个或多个第一图像获取设备获取一个或多个铁轨的一个或多个轨道图像。该方法可进一步包括：在计算机***处，对一个或多个轨道图像中的至少一个执行摄影测量分析，以识别轨道的铁轨配置。在某些实施例中，该方法包括：将铁轨配置与移动平台在轨道上的位置相关联，和/或在数据存储器中存储包括关于铁轨配置的数据和关于相关联的移动平台的位置的数据的记录。
另一组实施例提供轨道监控***。示例性的***可包括：计算机***，其包括一个或多个处理器；以及与一个或多个处理器进行通信的计算机可读介质。该计算机可读介质可在其上编码有能够由计算机***执行的一组指令，以执行一个或多个操作，这些操作包括但不限于根据各种实施例的方法执行操作，诸如作为一个例子的上述方法。
例如，一组指令可用于在由安装在移动平台上的第一图像获取设备获取的至少一个位置参考图像中识别位于轨道附近的视觉目标的指令，其中该移动平台被配置为沿着包括一个或多个铁轨的轨道移动。在某些情况下，该组指令可进一步包括：用于根据视觉目标的标识启动电子距离测量***以测量从移动平台到视觉目标的距离的指令，和/或用于至少部分地根据所测量的从移动平台到视觉目标的距离计算移动平台的位置的指令。还可包括用于对由一个或多个第二图像获取设备获取的一个或多个轨道图像执行摄影测量分析以识别轨道的铁轨配置的指令。在某些情况下，该组指令进一步包括：用于将铁轨配置与移动平台在轨道上的位置相关联的指令，和/或用于在数据存储器中存储包括关于铁轨配置的数据和关于相关联的移动平台的位置的数据的记录的指令。
在某些情况下，该***还可包括其它硬件单元，诸如被配置为沿着包括一个和多个铁轨的轨道移动的移动平台。其它硬件可包括：第一图像获取设备，其安装在移动平台上，用于当移动平台沿着轨道行驶时获取一系列位置参考图像；和/或一个或多个第二图像获取设备，用于获取一个或多个铁轨的一个或多个轨道图像。在某些情况下，该***可包括：电子距离测量***，用于测量从移动平台到位于轨道附近的视觉目标的距离；和/或数据存储器，用于存储轨道配置数据。
另一组实施例提供一种装置。示例性的装置可包括计算机可读介质，其上编码有能够由一个或多个计算机执行以执行一个或多个操作的一组指令。在某些情况下，这组指令使得计算机***根据由一个或多个实施例提供的方法运行，诸如上述的方法。仅作为例子，该组指令可类似于上述的那组指令。
附图说明
通过参考说明书的剩余部分和附图可以实现对特定实施例的本质和优点的进一步理解，在附图中，相同的参考数字用于表示相同的构件。在某些情况下，子标记与参考数字相关联以表示多个相同构件中的一个构件。当引用参考数字而没有规定现有的子标记时，意味着是指所有这种多个相同构件。
图1A和图1B表示根据各种实施例的用于监控轨道几何形状的***。
图2是表示根据各种实施例的用于监控轨道几何形状的方法的处理流程图。
图3是表示根据各种实施例的确定移动平台的位置的方法的处理流程图。
图4是表示根据各种实施例的确定铁轨配置是否合格的方法的处理流程图。
图5是表示根据各种实施例的计算机***的通用示意图。
具体实施方式
尽管上面已经对某些实施例的各个方面和特征进行了概括，但以下更详细的描述更详细地表示几个示例性实施例，以使得本领域的普通技术人员能够实现这种实施例。所描述的例子用作示例性的目的，不意味着限制本发明的范围。
在下面的描述中，为了说明的目的，许多特定细节被说明以提供对所描述的实施例的全面理解。然而，对于本领域的普通技术人员来说，显然，在没有这些特定细节的情况下，本发明的其它实施例也可以实现。在其它例子中，某些结构和设备以方框图的形式示出。在此描述几个实施例，尽管多个特征被认为属于不同的实施例，但应当知道，参照一个实施例描述的特征同样可以包含在其它实施例中。同样，任何所描述的实施例的单个特征或多个特征无论如何不应被认为对本发明的每个实施例都是必要的，因为本发明的其它实施例可省略这些特征。
除非另外指出，否则所有在此用于表示数量、维度等的数字应当被理解为在所有例子中可用“大约”修改。在本说明书中，除非特别指出，否则使用单数包括复数，除非特别说明，使用术语“和”和“或”意味着“和/或”。另外，使用术语“包括”以及其它形式(诸如“包含”和“被包含”应当被认为是非排外的。另外，除非特别说明，诸如术语“元件”或“构件”涵盖包括一个单元的元件和构件以及包括超过一个单元的元件和构件。
一组实施例提供用于监控轨道的铁轨配置的工具和技术。仅作为例子，在某些实施例中，这些工具和技术可使用多种位置确定技术中的任何一种来确定沿着轨道的移动平台的位置。某些实施例提供获取一个或多个轨道图像的能力。然后，这些图像可被分析以识别在所确定的位置的铁轨配置。其它实施例可被配置为在数据存储器中存储有关可能与所确定的位置相关联的铁轨配置的数据。在某些情况下，如果铁轨配置被确定为不合格，则实施例可生成警报。
在一个方面，某些实施例可使用先进的图像分析技术(包括但不限于边缘检测和/或摄影测量)以进行给定位置的铁轨配置是否合格的自动确定。有利地，与传统的基于传感器的***相比，这种图像处理可允许以低成本和/或高可靠性生成解决方案。仅作为例子，一些方案已经提出使用照相机结合照相机的视场内的激光投影以提供允许照片解释的参考指南；其它方案已经提出使用昂贵且不可靠的物理传感器以检测轨道异常。根据某些实施例，使用摄影测量允许照相机作为分析轨道几何形状所需的唯一传感硬件，消除对昂贵和/或不可靠的传感器、激光拍照***等的需要。
此外和/或可选择地，这种解决方案可在各种平台上实现，包括专用的监控车厢以及使用中的机车(或其它使用中的铁轨车厢)。实际上，某些实施例可以被部署在根本与铁轨无关的平台上，只要该平台允许***识别沿着轨道的位置和获取足够的铁轨图像以允许执行图像处理。因此，与传统解决方案相比，特定的实施例可提供更大的灵活性。
图1A和图1B表示***100，其可用于轨道监控，更具体地，可用于监控铁轨配置。(图1A表示***100的俯视图，而图1B表示同一***的正视图。应当注意，提供这些图仅表示各个新颖的特征和便于说明，因此，图1A和图1B都不是按比例绘制的。)***100包括移动平台105，其在某些情况下被配置为沿着可包括一个或多个铁轨110的轨道移动。根据各种实施例，轨道可包括具有任何轨距和/或几何形状的任何数量的铁轨110，尽管作为示例，典型的轨道包括两个铁轨110a和110b，其铁轨间的间隔由多个标准轨距中的一个规定。
如图所示，移动平台105被配置为以传统的方式(即，通过平台105的底盘与铁轨之间的摩擦接触)沿着铁轨110行驶，虽然如上所述，但这并不是必须的。在其它实施例中，例如，移动平台105可在轨道110之上、侧面和/或上面(例如，作为道路平台和/或空运平台)行驶。因此，如在此所使用的，“沿着轨道行驶”应当被解释为包括这些行驶模式以及任何其它使移动平台能够执行在此描述的监控功能的行驶模式。
在特定实施例中，移动平台105包括传统机车和/或车厢，在某些方面，其可以是使用中的车厢(例如，列车车厢，其可包括机车，并正在执行其运输货物、人员等的正常功能或者对这种运输车厢提供牵引)。在其它实施例中，移动平台105可包括专门建造的列车车厢、服务车厢、自推进(或非自推进)轮式平台等。在某些实施例的一个方面，移动平台105可以是任何能够容纳***100的其它构件并沿着轨道行驶的结构或设备。(当然，应当注意，某些实施例可应用一个或多个静态平台，其除了缺少独立的移动性之外可以类似于***100的模式运行。)
在示例性的实施例中，***100还包括位置确定***115，其被配置为确定移动平台105(和/或移动平台105的特定部分和/或***100的一个或多个其它构件)的位置。位置确定***可应用任何多种技术中的一种或多种来确定移动平台105在特定时间点的位置。
仅作为例子，在某些情况下，位置确定***115包括图像获取设备120(例如，数码静态照相机和/或视频摄像机)和/或距离测量***125。在一组实施例中，当移动平台105沿着轨道行驶时，图像获取设备120获取至少一部分周围景色的一个或多个图像(在此称为“位置参考图像”)。在一个方面，图像获取设备120具有视场(图1A中用数字130表示)，并且图像获取设备120在移动平台105沿着轨道行驶时获取一系列图像，每个图像都包括该视场130。
在某些实施例中，***包括沿着轨道设置的一个或多个视觉目标135。在一个方面，这些视觉目标135的位置已知在所期望的精确度内。因此，当图像获取设备120获取图像时，这些图像被分析以在图像中识别视觉目标135。根据一个实施例，当视觉目标135在所获取的图像内被识别时，***100启动距离测量***125，其在某些情况下可以是本领域的普通技术人员熟悉的基于激光的电子距离测量(EDM)***，该***发射(可见光或不可见光)光束140，该光束140基于所识别的视觉目标在所获取的图像中的位置而被定向。包括棱镜或其它反射表面的视觉目标135反射光束140，由距离测量***125接收，然后计算从移动平台105(或更具体地，距离测量***125)到视觉目标135的距离。假定已知视觉目标135的位置、轨道的路径和从距离测量***125到视觉目标的距离，则可以确定位置确定***115的位置(作为扩展，移动平台105和/或***100的任何其它构件的位置，其中这些构件的位置相对于位置确定***115的位置是已知的)。
另外和/或可选择地，位置确定***115可包括各种其它有助于位置确定的设备中的一个或多个，包括但不限于指南针或其它方向测量设备、陀螺仪或其它惯性位置测量设备等，来自这些设备的输入可用于进一步计算位置解。在特定实施例中，位置确定***可包括全球导航卫星***(GNSS)设备145，其包括可接收来自一个或多个导航卫星的信号的接收机，并可以根据这些信号获取位置解。(如在此使用的，术语“GNSS”应当被广义地解释为包括全球定位***(GPS)技术和任何其它全球或区域卫星***，诸如日本准天顶卫星***(QZSS)。)在某些情况下，GNSS设备144可独自用于位置确定。在其它情况下，GNSS设备145可与其它设备(诸如图像获取设备120和/或距离测量***125)一起用于获取更准确的位置解。在特定实施例中，位置确定***115可与惯性测量单元(IMU)147一起使用，其可根据来自已知位置的航位推算提供位置解，其中已知位置可由GNSS装置通过上述的图像参考等确定。
在一组实施例中，***100还包括一个或多个图像获取设备150，其被配置为获取铁轨110的图像(在此称为“轨道图像”)和/或周围环境特征。(在某些情况下，图像获取设备150可包括上述的图像获取设备120，但在其它实施例中，图像获取设备150是一组分离的图像获取设备。图像获取设备150可以是任何能够获取足以允许下述的图像处理的一个或多个铁轨110的图像的设备(例如，数码静态或视频摄像机)。在一个方面，图像获取设备150具有集合视场，其包括配置将被监控的每个铁轨。在一个方面，图像获取设备具有将获取在距离移动平台105的前边缘或后边缘已知距离(通常相对接近)的铁轨的图像的视场。
在示例性的实施例中，***100包括两个图像获取设备150a和150b(除了图像获取设备120之外)，尽管不同的实施例可能具有更多或更少的图像获取设备150来获取轨道图像。在一个方面，***100可具有足够数量的图像获取设备150(其可以是一个设备150或多个设备150)以获取铁轨110的相同部分的足够数量的图像，以允许摄影测量分析。所要求的图像数量例如可取决于所使用的摄影测量技术、图像的质量和/或分辨率、图像中尺寸参考标记的可用性(或不可用性)等。
在某些情况下，图像获取设备150将被选择以具有被剪裁为允许所监控的铁轨的图像占据整个视场(或基本上占据整个视场)的视场，以允许当测量线性和/或角度分离等时在感兴趣的区域中更大的像素密度，并进而更精确的摄影测量分析。仅作为例子，轨距内部间隔在世界范围内通常是从1至1.676米的范围。对于被配置为观察一对最宽轨距(印度轨距1.676米)的轨道的外边缘的棱镜和现成的分辨率为3000×4000像素(形成12兆像素阵列)的电荷耦合器件(CCD)成像***(其中CCD被配置为具有适应跨越轨距内部宽度的最大像素)，每像素的毫米数是1676/4000＝0.419mm。采用子像素内插法，分辨率会提高10倍，达到每像素0.042mm。因此，对于自动监控和数据收集，可高速实现子毫米准确性。现在，专用的CCD成像器可以用除了3×4之外的纵横比制成，并且超过4000像素的更大跨距是可用的。例如，24兆像素成像器是可用的，因此，将原始准确性提高至0.22毫米/像素。
在一组实施例中，一个或多个图像获取设备(例如，设备120和/或150)同样可用于提供位置确定测量。仅作为例子，如将在下面详细描述的，图像获取设备150可用于获取铁轨的图像(或其它地形特征)，并根据所获取的图像，确定平台105的移动。然后，该移动可用于计算平台105和/或其上面的指定点的位置(相对于已知位置，其可使用上述的一种或多种技术确定)。
***100进一步包括计算机***160，其与位置确定***115和/或图像获取设备120、150进行通信。这种通信可采取多种形式中的任何一种。仅作为例子，在某些情况下，计算机***160可具有到其它***构件的以太网连接；在其它情况下，这些构件可无线通信(例如，使用IEEE 802.11标准所规定的任一协议)或通过串行(例如通用串行总线)连接进行通信。本领域的普通技术人员知道多种不同的通信设施可用于在计算机***160和***100的其它构件之间提供通信。
计算机***160对其它***提供控制功能，并执行数据收集和/或分析。在一个方面，计算机***160可使用由其它***构件提供的数据，执行(或帮助执行)在此描述的图像分析和/或位置确定操作的任意一个。因此，在某些情况下，计算机***160可将所收集的数据(包括但不限于位置数据、所获取的图像等)发送到远程计算机***(使用多种标准或专用的数据传输媒体和/或技术中的任意一种，诸如蜂窝或其它无线通信、卫星通信等)。在其它情况下，计算机***160可在本地执行这种分析。计算机***160(其例子将在下面详细描述)可以是专用的计算机***或可以是用软件编程为执行以下关于方法描述的过程的通用计算机***。
图2-图4表示可用于监控轨道的铁轨配置的多种方法。尽管为了方便说明，图2-图4的方法被描述为不同的方法，但应当知道，这些方法的各种技术和过程可以任何适当的形式相结合，并且在某些实施例中，图2-图4所描述的方法可以被认为是相互协同的和/或作为单个方法的一部分。同样，尽管为了说明的目的而以某种顺序描述和/或说明这些技术和过程，但应当知道，在各种实施例的范围内，某些过程可以重新排序和/或省略。另外，尽管图2-图4所表示的方法可由图1的***100(或其构件)执行(在某些情况下，参照***100描述)，但这些方法也可用任何合适的硬件设备执行。同样，尽管图1的***100(和/或其构件)可根据图2-图4所表示的方法运行(例如，根据特别描述的过程，通过执行包含在计算机可读介质上的指令)，但***100也可以根据其它操作模式运行和/或执行其它适当的过程。
例如，图2表示监控铁路的轨道几何形状的方法200。方法200描述用于监控在沿着轨道的特定点的铁轨配置的过程；应当知道，方法200可以(以任何适当的频率)反复执行以沿着一段铁路监控轨道几何形状。在一个方面，图像的获取速率将与轨道管理者的数据需求相适应。获取速率可按照沿轨道的距离给定，如每1米或每10米、或以任何其它距离进行一次测量，或者根据时间给定，诸如每1/10秒、每秒、每10秒等。行驶速率(沿轨道的速度)和感兴趣的相机可能的图像获取速率的结合将确定测量之间可能的最短距离。现在照相机可用10-14兆像素的CCD成像器获取至多每秒24帧(图像)；采用适中的速度100km/小时，以30帧/秒获取的图像之间的距离低于1米。
方法200包括确定诸如上述的移动平台105的移动平台的位置(方框205)。有多种方式可确定移动平台的位置。仅作为例子，如果***包括GNSS设备，则该GNSS设备可用于(以熟知的方式)获取移动平台和/或与移动平台相关联的目标点的位置解，例如通过GNSS位置解和从GNSS接收机到目标点的距离的矢量加法，其中目标点可事先测量和/或存储在计算机***中。如在此所使用的，“目标点”是指任何与移动平台相关联的任意点，在本说明中，其可以被认为是移动平台自身的位置。
例如，目标点可以是移动平台的质量中心，或者它可以是用于获取轨道图像的图像获取设备的位置。在某些情况下，目标点甚至可能不在移动平台本身上。例如，目标点可以是用于获取轨道图像的图像获取设备的视场内的点，诸如与每个轨道图像内一个铁轨上的位置对应的点(例如，在轨道上的点、在轨距中心的点、或任何具有标识特征的点，诸如枕木等)。如在此所使用的，术语“移动平台的位置”可指代任何这种目标点，无论其被定义为移动平台上的点或相对于移动平台一定距离的点。
通过首先定位移动平台上的已知点的地理位置(诸如GNSS天线或接收机的位置、EDM***的位置或任何位置确定设备的位置)并根据目标点与该已知点之间已知的空间关系导出目标点的位置，目标点可被定位其地理位置。仅作为例子，移动平台上的已知点是GNSS天线的中心，目标点是用于获取轨道图像的一个图像获取设备的前透光孔，则图像获取设备的基板中心与GNSS接收机的中心之间的距离(作为三维向量)可以被事先测量(使用机械测量、在图像获取设备处获取的GNSS解和图像获取设备等)并存储。同样，图像获取设备的基板与该设备的前透光孔之间的距离(再次作为三维向量)可(例如通过设备检查、制造商的规格等)获得并存储，而这两个向量可相加(并存储结果)以生成从已知点到目标点(即前透光孔)之间的向量距离。
作为另一个例子，如果目标点是图像获取设备的视场内的点(例如，所获取的图像中在一个铁轨上或附近的点)，则可通过利用摄影测量确定从图像获取设备的前透光孔到目标点的三维距离向量并将该向量与从已知点到前透光孔的距离向量相加，确定相对于已知点(其可以使用上述的一种位置解而被定位地理位置)的该位置。这样，所获取的轨道图像中的每个特征可参照目标点利用摄影测量而被定位地理位置，允许任何不合适的铁轨配置以大的精度被跟踪。
图3表示根据某些实施例提供用于确定移动平台的位置的技术的另一个例子的方法300。方法300包括获取一系列一个或多个位置参考图像(方框305)。例如，在一个实施例中，当移动平台沿着轨道行驶时，图像获取设备持续和/或周期性地获取移动平台周围的地形(的一部分)的图像。为了，这些图像中的一些或全部可被选择(例如以指定频率周期性地)以用于进行分析以识别图像内的视觉目标。这些被选择的图像可以被认为是位置参考图像。
在方框310，方法300包括在至少一个位置参考图像中识别视觉目标。在一个方面，视觉目标可被放置在轨道附近；即，视觉目标可被放置得充分接近轨道，使其可在位置参考图像中被识别。因此，视觉目标可被放置得从轨道看的目标的图像不被模糊，并且它充分靠近轨道以允许目标在所获取的图像中被检测。在一个方面，视觉目标的位置已知在所需的精度内(例如，根据较早的测量操作、使用视觉目标上的GNSS接收机等)。在许多实施例中，有多个视觉目标被放置在沿着轨道的不同点上，并且每个视觉目标可被监控***单独识别(例如，通过可根据所获取的视觉目标的图像确定的视觉标识符、通过由无线信号传输的并将由监控***接收的识别信息、通过一般位置等)。
因此，在一个实施例中，当移动平台沿着轨道行驶时，图像获取***获取位置参考图像，计算机***使用已知技术分析这些图像中的至少一些图像，以识别在特定的位置参考图像中的视觉目标。***可一般性地识别视觉目标，和/或可以根据图像(例如，如果视觉目标包括视觉标识符)识别特定视觉目标。在前一种情况下，计算机***可使用附加信息以识别视觉目标。例如，计算机可使用移动平台的位置的GNSS解以识别一般位置已知的视觉目标(例如，通过将平台的基于GNSS的位置与视觉目标位置的数据库相关)。作为另一个例子，计算机可以与被配置为通过无线信号从视觉目标接收识别信息的接收机进行通信；根据该识别信息，视觉目标可被特定地识别。
根据方法300，一旦视觉目标已被识别，则根据(在某些情况下)目标的标识，启动距离测量***(诸如EDM)，距离测量***用于测量从平台(或更准确地，从距离测量***)到视觉目标的距离。在某些情况下，距离测量***与图像获取设备对准和/或从动于图像获取设备，以致距离测量***被配置为根据位置参考图像中所识别的视觉目标的位置而聚焦于视觉目标。例如，Nichols的美国专利No.6,035,254公开了用于将机器人站与视觉目标对准的技术，其整个内容被结合作为参考；根据某些实施例，类似的技术可用于将距离测量***与视觉目标对准。同样，2006年9月11日提交的国际公开号为WO 2007/031248A1的PCT申请“SurveyingInstrument and Method of Providing Survey Data Using a SurveyingInstrument”描述了可用于在视觉图像中识别EDM***的焦点的技术，其整个内容被结合以作为参考。类似的技术和其它技术可用于将距离测量***聚焦于视觉目标。因此，例如，通过将从距离测量***到视觉目标的距离与从距离测量***到移动平台上的所期望的目标点的距离(若有的话)相加(作为向量和)，可确定从移动平台(或其上的任一“目标点”)到目标的距离(方框315)；该距离可以预先测量并存储在计算机***中。
根据已知的视觉目标的位置、从移动平台(或更准确地，目标点)到视觉目标的距离和/或轨道的已知路线(移动平台/目标点在大多数情况下被假定为位于轨道的路线上)，可计算移动平台的位置(方框320)。在某些情况下，这两个数据足以计算移动平台的位置；例如，如果轨道路线在相关跨距上是线性的，则这三个数据足以计算移动平台的位置的唯一解。在其它情况下，附加数据可用于执行这种计算。例如，从距离测量***到视觉目标的方位角可被测量(使用指南针或任何其它方向测量设备)，该方位角连同已知的视觉目标的位置和从移动平台到视觉目标的距离可用于计算移动平台的位置。
在其它实施例中，平台(和/或其上的目标点)的移动可被测量，平台/目标点离开已知位置的移动可用于确定平台的当前位置。如上面所指出的，平台/目标点的“已知位置”可采用多种方式确定，诸如GNSS解、结合图3描述的方法等。多种技术可以用于确定平台/目标点离开已知位置的移动，考虑GNSS解装置、视觉目标等之间的位置的内插法。
作为一个例子，如果平台配备有IMU，则航位推算可用于确定平台/目标点的移动。在其它情况下，对一个或多个图像获取设备所获取的图像的摄影测量分析可用于确定平台/目标点的移动。仅作为例子，Soubra等人于2010年6月25日提交的名称为“Method and Apparatus forImage-based Positioning”临时美国专利申请No.61/358,423描述了用于在多个所获取的图像中识别特征并根据这些特征确定图像获取设备的移动的技术(在此称为“基于图像的运动跟踪”)，其整个内容被包含以作为参考。该技术也可以被描述为“反向摄影测量法”，因为不同于正常的摄影测量法(其推断所获取的图像中特征的位置)，该技术根据特征在所获取的图像内的位置来推断图像获取设备的位置。根据多个实施例，这些以及类似的技术可用于确定移动平台(和/或其上的目标点)的移动。
因此，在某些实施例中，平台/目标点的位置的确定可包括根据对所获取的轨道路基(包括但不限于铁轨本身、铁路轨木、轨道的其它特征等)和/或周围地形的图像的摄影测量分析而确定位置、基于惯性测量确定位置、和/或任何包括根据平台移动的检测而确定相对位置的技术。在某些实施例中，***可以被配置为周期性地和/或响应于各种触发来执行纠错。仅作为例子，在许多基于移动的位置确定技术中，累计误差随着时间可导致不正确的位置确定。因此，在某些情况下，***可以被配置为将通过基于移动的确定技术而确定的位置与通过另一种技术(例如GNSS、视觉目标距离测量等)而确定的位置进行比较，以(回溯地或预先地)修正任何由基于移动的位置解而引入的累计误差。
因此，有多种方式可确定移动平台的位置，并且根据不同实施例，可以应用任何用于确定移动平台的位置的适当技术。在某些实施例中，多种技术可用于获取平台/目标点的位置的位置解，这些位置解中的两个或多个可使用例如卡尔曼滤波器、最小二乘法分析等进行综合以获取混合位置解。
返回到图2，方法200还包括获取铁轨的一个或多个轨道图像，其中移动平台正沿着铁轨行驶(方框210)。在某些实施例中，图像获取设备以传统的方式获取数字静态和/或视频图像。在一个方面，计算机***向图像获取设备提供操作指令，从而使图像获取设备获取一个或多个图像。计算机***可以被配置为根据所检测的移动平台的位置(其可以是使用上述一种技术确定的位置，或者是根据诸如航位推测、行驶时间等的另一个技术并结合先前识别的位置而被选为轨道图像应当被获取的位置的不同位置)，启动图像获取设备。在其它情况下，轨道图像可以周期性地、连续地或根据需要(例如基于用户输入)获取。
如上所指出的，可以有一个或多个被配置为获取轨道图像的图像获取设备。因此，获取一个或多个轨道图像可包括同时(或几乎同时)获取多个图像，以允许例如立体成像和/或立体图像处理，如将在下面详细描述的。在一个方面，获取轨道图像包括获取示出将被监控的所有铁轨的对应部分的图像(例如，包括标准双轨铁路中两个铁轨的对应部分的图像)，从而例如多个铁轨的相对位置(例如轨距、铁轨之间的倾斜度等)可以通过对图像的分析而估计。
在方框215，方法200包括识别铁轨配置。识别铁轨配置可包括任何监控、分析和/或另外评估任何沿着轨道在某个指定点的轨道几何形状的方面的操作。这可包括例如确保铁轨形状的完整性、测量两个或多个铁轨之间的铁轨间距离(轨距)、测量两个或多个铁轨的相对高度、测量弧形铁轨的半径等。多种技术可用于根据所获取的图像识别铁轨配置。仅作为例子，在某些情况下，铁轨配置可通过人工检查所获取的图像识别。其它实施例可应用不同的技术以识别铁轨配置。
然而，更有效地，某些实施例例如基于摄影测量技术考虑铁轨配置的自动识别。图4表示使用摄影测量法识别铁轨配置的方法400。方法400包括对一个或多个铁轨的一个或多个所获取的图像执行摄影测量分析(方框405)。在摄影测量法的领域内可应用各种技术，以基于所获取的数字图像内的像素执行空间计算。仅作为例子，立体摄影测量法是一种已知的技术，如果图像的比例是已知的，则同一场景的多个(立体)图像可用于获取空间信息(在三个维度上)。根据不同的实施例，两个图像获取设备的每一个都可获取轨道的铁轨的同一部分的图像。
如果例如从图像获取设备到所获取的铁轨的距离是已知的，则这些图像的比例可根据图像获取设备的焦距而确定。该距离可根据图像获取设备(其通常位于移动平台上)的偏差和从图像获取设备到在移动平台底部的车轮的底面的距离(假定移动平台被配置为沿着铁轨行驶)而计算，只要图像获取设备的偏差足够大，使得车轮(其静止在铁轨上)的底面可以用作图像获取设备所获取的场景中铁轨的高度的代理。可选择地和/或另外，图像获取设备可被校准(在安装到平台上之前或之后)，例如通过获取刻度(例如米尺)的图像并对所获取的图像执行摄影测量分析以确定所获取的像素与线性距离之间的对应关系。同样，图像的比例可通过其它方式确定，例如参照图像本身中的特征。这种特征可以是内嵌在轨道路基中的刻度尺、铁轨本身的宽度(其在大多数情况下可被假定为完全不变)等。
根据已知的(或导出的)图像的比例，立体摄影测量分析可提供图像中的每个特征的空间信息(包括铁轨本身、以及在某些情况下更重要的它们的相对布置)。例如，在方框410，方法400包括在所获取的图像(其可以是同一场景的两个或多个立体图像，如上所指出的)内识别将被监控的每个铁轨的边缘(例如内边缘)或角(例如内上角)的位置。传统的边缘检测图像处理技术可用于在图像内识别这种位置。
一旦铁轨边缘/角的位置是已知的，则可以进行多种不同类型的分析。例如，图像内铁轨边缘/角的路线可以被分析以确定该铁轨是否已变得错位。在某些实施例中，铁轨边缘/角的路线可以与较早前收集的数据(或基线数据)相比较以确定铁轨的位置是否已随着时间变化。
作为另一个例子，一旦两个(或多个)不同铁轨的边缘/角已经被识别，则铁轨间间隔(轨距)可以根据这两个边缘之间的距离计算。同样，两个铁轨的相对高度(和/或两个铁轨之间的倾斜度)可以根据两个铁轨的各个角的位置计算。因此，在方框415，方法400包括计算两个或多个铁轨之间的距离；该距离可以被计算为横向距离、高度的差或线性距离。
返回到图2，一旦铁轨配置已经被识别(使用任一被选择的技术)，则方法200包括将该铁轨配置与移动平台的位置相关联(方框220)，其中移动平台的位置如上所指出的可通过多种技术中的任一技术确定。更准确地，在某些实施例中，如果目标点对应于获取轨道图像的图像获取设备的焦点，则将铁轨配置与移动平台的位置相关联可包括将根据所获取的图像识别的铁轨配置与所获取的图像中描绘的轨道部分的位置(在任何可用和/或期望的精确度内)相关联。在一个实施例中，所识别的铁轨配置可表现为所获取的图像的分析的数据(包括所获取的轨道图像或者包括结果，例如数字结果)，位置也可表现为数据(例如，坐标参考等)，这两组数据可以采用多种方式中的任何一种相关联。
仅作为例子，在某些实施例中，有关铁轨配置的数据和/或有关移动平台的位置的相关数据可存储在数据存储器中(方框225)，其可以是数据库、文件***等并且可以位于移动平台上计算机***的本地或者可以位于任何地方。所识别的铁轨配置与对应位置的关联可以包括将两组数据存储为单个数据库记录中的字段，在两个单独但相关和/或连接的数据库记录中存储各个数据等。本领域的普通技术人员应当知道，根据在此所公开的内容，有多种已知的技术可用于存储和/或关联两个数据组，并且根据不同的实施例，可以使用任何一种这样的技术。
在方框230，方法200包括确定铁轨配置是否合格。在一个方面，确定铁轨配置是否合格可包括将所识别的铁轨配置(如上所指出的，其可以表示为数字数据)与基线铁轨配置进行比较。仅作为例子，如果轨道被设计为铁轨间距离的标称值所规定的标准轨距，则根据所获取的图像而测量的铁轨间距离可以被分析以确定它是否落入这些标称值内。作为另一个例子，基线铁轨配置可以图形地表示，所获取的铁轨的图像可以被比较以确定所获取的图像是否在规定公差内匹配基线图像。该过程可以自动执行(例如无需人工参与)、操作者可视地执行(例如，使用当前铁轨配置的与基线铁轨配置的图像重叠)等。
在某些情况下，基线铁轨配置可以是正在被监控的轨道的相同部分的先前识别的铁轨配置(例如，基于先前的监控操作)。因此，当前铁轨配置可以与先前的铁轨配置进行比较(例如，如上所述的数字地或图形地)以识别铁轨配置随时间的任何恶化或其它变化。因此，计算机***可以存储一段时间上铁轨配置(和/或其相关位置)的记录，以允许这种按时间发生顺序的比较。该功能可以允许识别随时间的潜在恶化。例如，即使当前铁轨配置保持在公差范围内，但相对于先前识别的配置的较小变化也可以指示将会导致铁轨配置超出可接受的公差的未来变化的可能性。(在这种情况下，所识别的配置可以被认为是不合格的，即使仍在公差范围内，以便在铁轨配置恶化到导致不安全状况的点之前允许更全面的检查和/或这部分轨道的维修。)
在方框235，方法200包括如果铁轨配置被确定为不合格，则生成警报。根据多种实施例，有许多不同的方法来生成警报。作为简单的例子，计算机***(其可以是作为移动平台上的监控***的一部分的计算机***和/或在远程位置的计算机***)可以用扬声器设备发出音调和/或用显示器设备显示可视警报以指示检测到不合格的铁轨配置。如以上所指出的，移动平台上的计算机***可通过若干可用的通信网络(诸如专用网络、因特网等)中的任何一个与一个或多个其它计算机***进行通信，并且另一个生成警报的例子可包括通过这种网络向一个或多个其它计算机***传输数据。仅作为例子，许多铁路维持操作中心，在该操作中心，操作人员监控铁路***状况，移动平台上的计算机***可向该操作中心发送数据，警报可在操作中心生成和/或分发，用于一个或多个操作者进行审查。同样也存在其它例子：在某些情况下，计算机***(其可以是如上所述的监控***或者与这种监控***进行通信的计算机***)可以被配置为在接收到表明不合格的铁轨配置的数据时向适当的工作人员发送电子邮件消息；在其它情况下，生成警报可包括与铁路的***范围监控***连接以利用该***范围监控***所提供的任何警报框架；在又一其它情况下，生成警报可包括在数据库中生成记录，其可在稍后时间由操作人员和/或自动过程审查。基于在此公开的内容，本领域的普通技术人员应当知道，有各种技术生成警报，并且根据不同的实施方式，使用任何适当的技术。
图5提供计算机***500的一个实施例的示意性表示，该计算机***可执行由如在此描述的多个其它实施例提供的方法，和/或用作上述的计算机***160和/或远程计算机***。应当指出，图5仅仅意味着提供各种组件的通用表示，其中一个或多个(或没有)这种组件可以被适当地利用。因此，图5广义地表示各个***元件如何以相对分离或相对更集成的方式实现。
计算机***500被示出包括可通过总线505电连接(或在合适情况下以别的方式进行通信)的硬件单元。硬件单元可包括一个或多个处理器510，其包括但不限于一个或多个通用处理器和/或一个或多个专用处理器(诸如数字信号处理器芯片、图形加速处理器等)；一个或多个输入器件515，其包括但不限于鼠标、键盘等；和一个或多个输出器件520，其可包括但不限于显示设备、打印机等。
计算机***500可进一步包括一个或多个存储器件525(和/或与其进行通信)，其可包括但不限于本地和/或网络可访问存储器和/或包括但不限于磁盘驱动器、驱动器阵列、光学存储设备、诸如随机访问存储器(RAM)和/或只读存储器(ROM)的固态存储设备，其可以是可编程的、可快速更新的等。这种存储器件可以被配置为实现任何适当的数据存储，包括但不限于各种文件***、数据库结构等。
计算机***500还可包括通信子***530，其可包括但不限于调制解调器、网卡(有线或无线)、红外通信设备、无线通信设备和/或芯片组(诸如蓝牙设备、802.11设备、WiFi设备、WiMax设备、WWAN设备、蜂窝通信设施等)等。通信子***530可允许与网络(诸如上述的网络)、其它计算机***和/或任何在此描述的设备交换数据。在许多实施例中，计算机***500将进一步包括工作存储器535，其可包括如上所述的RAM或ROM器件。
计算机***500还可包括软件单元，示为当前位于工作存储器535内，其包括操作***540、设备驱动器、可执行库和/或其它代码，诸如一个或多个应用程序545，其可包括由各种实施例提供的计算机程序和/或可被设计为实施由其它实施例提供的方法和/或配置***，如在此所描述的。仅作为例子，参照以上讨论的方法所描述的一个或多个过程可以被实现为由计算机(和/或计算机内的处理器)可执行的代码和/或指令；在一个方面，这种代码和/或指令可用于配置和/或适应通用计算机(或其它设备)以执行根据所述方法的一个或多个操作。
这些指令和/或代码的集合可以被编码和/或存储在非瞬时性计算机可读存储介质中，诸如上述的存储器件525。在某些情况下，存储介质可包含在诸如***500的计算机***内。在其它实施例中，存储介质可与计算机***分离(即，可移动介质，诸如光盘等)和/或在安装包中提供，以致存储介质可用于用在其上存储的指令/代码来编程、配置和/或适应通用计算机***。这些指令可采用能够由计算机***500执行的可执行代码的形式和/或采用源和/或安装代码的形式，当在计算机***500上编译和/或安装(例如使用多种通用编译器、安装程序、压缩/解压缩工具等)时，采用可执行代码的形式。
显然，本领域的普通技术人员可根据具体要求进行许多改变。例如，也可使用定制硬件(诸如可编程逻辑控制器、现场可编程门阵列、专用集成电路等)，和/或以硬件、软件(包括便携式软件，诸如Applet等)实现特定单元，或者两者都使用。另外，可以采用到诸如网络输入/输出设备的其它计算机设备的连接。
如上所述，在一个方面，某些实施例可以使用计算机***(诸如计算机***500)以执行根据本发明的多个实施例的方法。根据一组实施例，这种方法的一些或所有过程由计算机***500执行，以响应处理器510执行在工作存储器535中包含一个或多个指令的一个或多个序列(其可包含在操作***540和/或其它代码中，诸如应用程序545)。这种指令可以从诸如一个或多个存储器件525的其它计算机可读介质中读入工作存储器535中。仅作为例子，执行在工作存储器535中包含的指令的序列可使得处理器510执行在此描述的方法的一个或多个过程。
术语“机器可读介质”和“计算机可读介质”，如在此所使用的，是指任何参与提供使得机器以特定方式运行的数据的介质。在使用计算机***500实现的实施例中，各种计算机可读介质可参与向处理器510提供用于执行的指令/代码和/或用于存储和/或携带这种指令/代码(例如信号)。在许多实施例中，计算机可读介质是非瞬时性、物理和/或有形的存储介质。这种介质可采用许多形式，包括但不限于非易失性介质、易失性介质和传输介质。非易失性介质包括例如光盘和/或磁盘，诸如存储器件525。易失性介质包括但不限于动态存储器，诸如工作存储器535。传输介质包括但不限于同轴电缆、铜线和光纤，包括包含总线505的线路以及通信子***530的多个组件(和/或通信子***530提供与其它设备的通信所用的介质)。因此，传输介质也可采用波的形式(包括但不限于无线、声波和/或光波，诸如在无线电波和红外数据通信中生成的那些波)。
物理和/或有形的计算机可读介质的通常形式包括例如固态存储器、软盘、硬盘、磁带或任何其它磁介质、CD-ROM、任何其它光学介质、RAM、PROM、EPROM、FLASH-EPROM、任何其它存储器芯片或磁带、如后面所述的载波、或任何其它计算机可从中读取指令和/或代码的介质。
计算机可读介质的各种形式可涉及向处理器510传送一个或多个指令的一个或多个序列用于执行。仅作为例子，指令最初可在远程计算机的磁盘和/或光盘上携带。远程计算机可将指令装载到其动态存储器中并将指令作为信号通过传输介质发送以由计算机***500接收和/或执行。可以采用电磁信号、声信号、光信号等形式的这些信号是指令可在其上根据本发明的各种实施例编码的载波的所有例子。
通信子***530(和/或其组件)通常接收信号，然后，总线将这些信号(和/或由这些信号携带的数据、指令等)传送到工作存储器535，处理器505从工作存储器535获取并执行指令。可选地，工作存储器535所接收的指令可以在处理器510执行之前或之后被存储在存储器件525上。
尽管已经参照示例性实施例描述了某些特征和方面，但本领域的普通技术人员知道，可能有无数的修改。例如，在此描述的方法和处理可以使用硬件组件、软件组件和/或其任何组合实现。另外，尽管为了方便说明，参照特定结构和/或功能组件描述了在此所述的各种方法和过程，但各种实施例所提供的方法并不限于任何特定的结构和/或功能体系，而是可以在任何合适的硬件、固件和/或软件配置上实现。同样，尽管某些功能属于某些***组件，但除非上下文指出，否则该功能可以根据若干实施例分布于多种其它***组件中。
另外，尽管为了便于说明，以特定的顺序描述了在此所述的方法和处理的过程，但除非上下文指出，否则，根据不同实施例，各种过程可以重新排序、添加和/或省略。另外，参照一种方法或处理描述的过程可以包含在其它所描述的方法和过程中；同样，根据特定结构体系和/或参照一个***描述的***组件可在可选的结构体系中组织和/或结合在其它所述的***中。因此，尽管为了便于说明，不同的实施例使用或未使用某些特征进行描述并表示这些实施例的示例性方面，但除非上下文特别指出，否则，在此参照特定实施例描述的不同组件和/或特征可以被替换、添加和/或除去。因此，尽管以上描述了若干示例性实施例，但应当知道，本发明意味着覆盖在后面的权利要求的范围内的所有变化和等同。

Claims (29)

1.一种方法，包括：
当被配置为沿着包括一个或多个铁轨的轨道移动的移动平台沿着所述轨道行驶时，用安装在所述移动平台上的第一图像获取设备获取一系列位置参考图像；
在至少一个位置参考图像中，识别位于所述轨道附近的视觉目标；
确定从所述移动平台到所述视觉目标的距离；
在计算机***中，至少部分地基于所确定的从所述移动平台到所述视觉目标的距离，计算所述移动平台在所述轨道上的位置；
用一个或多个第二图像获取设备获取所述一个或多个铁轨的一个或多个轨道图像；
在所述计算机***中对所述一个或多个轨道图像中的至少一个执行摄影测量分析，以识别所述轨道的铁轨配置；
将所述铁轨配置与所述移动平台在所述轨道上的位置相关联；以及
在数据存储器中存储数据记录，其包括有关所述铁轨配置的数据和有关相关联的所述移动平台的位置的数据。
2.如权利要求1所述的方法，其中，确定从所述移动平台到所述视觉目标的距离包括：
基于所述视觉目标的标识，启动所述移动平台上的电子距离测量***；以及
用所述电子距离测量***测量从所述移动平台到所述视觉目标的距离。
3.如权利要求1所述的方法，其中，计算所述移动平台的位置包括：用相对于所述移动平台的已知位置计算目标点的位置。
4.如权利要求3所述的方法，其中，所述目标点是所述一个或多个第二图像获取设备中的至少一个的视场内的点。
5.如权利要求1所述的方法，其中，计算所述移动平台在所述轨道上的位置包括：至少部分地基于所确定的从所述移动平台到所述视觉目标的距离并至少部分地基于从全球网络卫星***(GNSS)中获取的位置解，计算所述移动平台的位置。
6.如权利要求1所述的方法，还包括：
至少部分地基于所计算的所述移动平台的位置，启动所述一个或多个第二图像获取设备以获取所述一个或多个轨道图像。
7.如权利要求1所述的方法，其中，一个或多个第一图像获取设备和所述一个或多个第二图像获取设备是相同的一个或多个图像获取设备。
8.如权利要求1所述的方法，其中，所述铁轨配置包括维度度量。
9.如权利要求1所述的方法，还包括：
确定所述铁轨配置是否合格。
10.如权利要求9所述的方法，还包括：
如果所述铁轨配置被确定为不合格，则生成警报。
11.如权利要求9所述的方法，其中，确定所述铁轨配置是否合格包括：将所述数据记录与先前存储的与所述移动平台的位置对应的数据记录进行比较。
12.如权利要求9所述的方法，其中，确定所述铁轨配置是否合格包括：将所述铁轨配置与合格的铁轨配置的一个或多个标称值进行比较。
13.如权利要求1所述的方法，其中，所述轨道包括多个铁轨。
14.如权利要求13所述的方法，其中，所述铁轨配置包括所述多个铁轨中的两个或多个之间的铁轨间间隔。
15.如权利要求13所述的方法，其中，所述铁轨配置包括所述多个铁轨中的两个或多个之间的倾斜度。
16.如权利要求13所述的方法，其中，所述铁轨配置包括所述多个铁轨中的至少一个的高度。
17.如权利要求1所述的方法，其中，对所述一个或多个轨道图像中的至少一个执行摄影测量分析包括：在所述至少一个图像中识别第一铁轨的第一边缘的位置。
18.如权利要求17所述的方法，其中，对所述一个或多个轨道图像中的至少一个执行摄影测量分析还包括：
识别第二铁轨的第二边缘的位置；以及
根据所述第一铁轨的所述第一边缘的位置和所述第二铁轨的所述第二边缘的位置，计算所述铁轨之间的距离。
19.如权利要求1所述的方法，其中，所述计算机***位于所述移动平台上。
20.如权利要求1所述的方法，其中所述移动平台是使用中的轨道车厢。
21.一种铁路轨道监控***，包括：
移动平台，其被配置为沿着包括一个或多个铁轨的轨道移动；
第一图像获取设备，其安装在所述移动平台上，用于当所述移动平台沿着所述轨道行驶时获取一系列位置参考图像；
一个或多个第二图像获取设备，用于获取所述一个或多个铁轨的一个或多个轨道图像；
数据存储器，用于存储轨道配置数据；以及
计算机***，其包括一个或多个处理器和一个或多个计算机可读存储介质，在所述存储介质上编码有可由所述一个或多个处理器运行以使所述计算机***执行一个或多个操作的一组指令，该组指令包括：
用于在至少一个位置参考图像中识别视觉目标的指令；
用于确定从所述移动平台到所述视觉目标的距离的指令；
用于至少部分地基于所确定的从所述移动平台到所述视觉目标的距离来计算所述移动平台的位置的指令；
用于对所述一个或多个轨道图像中的至少一个执行摄影测量分析以识别所述轨道的铁轨配置的指令；
用于将所述铁轨配置与所述移动平台在所述轨道上的位置相关联的指令；以及
用于在所述数据存储器中存储记录的指令，其中所述记录包括有关所述铁轨配置的数据和有关相关联的所述移动平台的位置的数据。
22.一种装置，包括：
计算机可读介质，在其上编码有可由一个或多个计算机执行以执行一个或多个操作的一组指令，该组指令包括：
用于在由安装在被配置为沿着包括一个或多个铁轨的轨道移动的移动平台上的第一图像获取设备获取的至少一个位置参考图像中识别位于所述轨道附近的视觉目标的指令；
用于确定从所述移动平台到所述视觉目标的距离的指令；
用于至少部分地基于所确定的从所述移动平台到所述视觉目标的距离来计算所述移动平台的位置的指令；
用于对由一个或多个第二图像获取设备获取的一个或多个轨道图像执行摄影测量分析以识别所述轨道的铁轨配置的指令；
用于将所述铁轨配置与所述移动平台在所述轨道上的位置相关联的指令；以及
用于在数据存储器中存储记录的指令，其中所述记录包括有关所述铁轨配置的数据和有关相关联的所述移动平台的位置的数据。
23.一种计算机***，包括：
一个或多个处理器；以及
与所述一个或多个处理器进行通信的计算机可读介质，在所述计算机可读介质上编码有可由所述计算机***执行以执行一个或多个操作的一组指令，该组指令包括：
用于在由安装在被配置为沿着包括一个或多个铁轨的轨道移动的移动平台上的第一图像获取设备获取的至少一个位置参考图像中识别位于所述轨道附近的视觉目标的指令；
用于确定从所述移动平台到所述视觉目标的距离的指令；
用于至少部分地基于所确定的从所述移动平台到所述视觉目标的距离来计算所述移动平台的位置的指令；
用于对由一个或多个第二图像获取设备获取的一个或多个轨道图像执行摄影测量分析以识别所述轨道的铁轨配置的指令；
用于将所述铁轨配置与所述移动平台在所述轨道上的位置相关联的指令；以及
用于在所述数据存储器中存储记录的指令，所述记录包括有关所述铁轨配置的数据和有关相关联的所述移动平台的位置的数据。
24.一种方法，包括：
确定被配置为沿着包括一个或多个铁轨的轨道移动的移动平台的位置；
用一个或多个第一图像获取设备获取所述一个或多个铁轨的一个或多个轨道图像；
在计算机***中对所述一个或多个轨道图像中的至少一个执行摄影测量分析，以识别所述轨道的铁轨配置；
将所述铁轨配置与所述移动平台在所述轨道上的位置相关联；以及
在数据存储器中存储记录，其中所述记录包括有关所述铁轨配置的数据和有关相关联的所述移动平台的位置的数据。
25.如权利要求24的方法，其中，确定移动平台的位置包括：
当所述移动平台沿着所述轨道行驶时，用安装在所述移动平台上的第二图像获取设备获取一系列位置参考图像；
在至少两个位置参考图像中，识别位于所述轨道附近的视觉目标；
基于对所述至少两个位置参考图像中所述视觉目标的位置的分析，确定所述移动平台相对于所述视觉目标的位置；以及
在计算机***中，至少部分地基于所确定的所述移动平台相对于所述视觉目标的位置，计算所述移动平台在所述轨道上的位置。
26.如权利要求24所述的方法，其中，确定所述移动平台的位置包括：至少部分地基于由全球导航卫星***(GNSS)接收机接收的信息，确定所述位置。
27.如权利要求24所述的方法，其中，确定所述移动平台的位置包括：至少部分地基于惯性测量，确定所述位置。
28.如权利要求24所述的方法，其中，确定所述移动平台的位置包括：至少部分地根据基于图像的运动跟踪，确定所述位置。
29.如权利要求28所述的方法，其中，所述基于图像的运动跟踪包括：对所述一个或多个轨道图像中的至少一些轨道图像执行反向摄影测量。
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